吉林大学工程热力学课件001工程热力学第一讲

工程热力学B主讲：刘研汽车工程学院热能工程系12/27/20211 成绩分布考试成绩70分平时成绩15分实验成绩5分素质成绩10分12/27/20212 教材：《工程热力学》华自强张忠进编高等教育出版社出版《工程热力学》沈维道编高等教育出版社出版参考书：《工程热力学》朱明善等编清华大学出版社出版12/27/20213 绪论（课程研究的主要任务）工程热力学主要研究热能和机械能之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施。返回链接12/27/20214 :物体的动能与势能；：物质分子热运动动能与位能之和；：与电荷的运动和积蓄有关的能量；：通过化学反应释放的能量；：通过核反应释放的能量；二.能量的主要形式:机械能热能电能化学能核能辐射能：物体以电磁波的形式发射的能量。能量是物质运动的度量。一.能量:12/27/20215 三.能量的转换与利用氢、酒精等二次能源燃料电池电能机械能辐射能热能风能、水能、海洋能机械机械能直接利用发电机煤、石油、天然气热能热机直接利用核能核反应太阳能光合作用生物质能燃烧食物利用集热器光电池90％燃烧12/27/20216 四.热能利用的基本方式1.热利用：烧饭、蒸煮、采暖、烘干、熔炼等；2.动力利用：将热能转换成机械能或者再通过发电机转换成电能加以利用。12/27/20217 1.研究能量转换的客观规律；五.工程热力学课程的主要内容2.研究各种热力装置的工作过程；3.研究工质的基本热力性质。12/27/20218 第一章基本概念§1-1热力系统一、热机：能将热能转换为机械能的机器。二、工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。12/27/20219 三、热源：本身热容量很大，且在放出或吸收有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显变化的物体。提供热量的热源称为高温热源；吸收热量的热源称为低温热源。12/27/202110 高温热源吸热Q1热机作功W机械能放热Q2低温热源返回12/27/202111 在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。系统以外的物体称为外界或环境。系统与外界之间的分界面称为边界。四、热力系统链接12/27/202112 1.边界是真实的、假象的，可以是变动的、固定的；五、边界的属性2.系统与外界通过边界的有且仅有三种作用方式，即质量交换、热量交换、功量交换12/27/202113 （一）按系统性质分：六、系统的分类1.单元系、多元系；2.单相系、多相系；3.均匀系、非均匀系。12/27/202114 （1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统。（2）开口系统：与外界有物质交换的系统。系统的容积始终保持不变，也称为控制容积系统。（二）按系统与外界相互作用的性质分：1.按与外界有无质量交换12/27/202115 与外界没有热量交换的系统。3.孤立系统：与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统。2.按与外界有无热量交换分：（1）绝热系统：（2）非绝热系统：与外界有热量交换的系统。12/27/202116 本节小结热机、工质、热源、热力系统、边界及其属性※热力系统的分类12/27/202117 §1-2热力学系统的状态及基本状态参数一、状态（热力状态）：系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为系统的热力状态，简称状态。二、状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。12/27/202118 三、基本状态参数（一）压力单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。1.单位:Pa（帕），1Pa=1N/m21MPa=103kPa=106Pa12/27/202119 2.常用压力单位：1bar（巴）=105Pa1atm（标准大气压）=1.013105Pa1at（工程大气压）=0.981105Pa1mmH2O（毫米水柱）=9.81Pa1mmHg（毫米汞柱）=133.3Pa12/27/202120 3.压力测量：只有绝对压力p才是状态参数。12/27/202121 （二）温度1.定义：温度是反映物体冷热程度的物理量。2.热力学第零定律：如果两个物体中的每一个都分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。12/27/202122 3.单位：(1)摄氏温标:用符号t表示，单位为℃。(2)热力学温标（绝对温标）:用符号T表示，单位为K（开）。(3)热力学温标与摄氏温标的关系：温差:1K=1℃t=T–273.15K12/27/202123 （三）比体积1.定义：单位质量的工质所占有的体积，用符号v表示，单位为m3/kg。2.密度：单位体积工质的质量，用符号表示。单位为kg/m3。3.意义：系统与外界作功与否的标志。12/27/202124 四、状态参数的性质1.给定状态和该状态下的状态参数是一一对应的；2.状态参数的数值仅取决于系统的状态，而与到达该状态所经历的途径无关；例：状态1变化到状态212/27/202125 1.考试时间：12月初，提前一周报名中期考试:2.考试成绩3.要求：实验必做、作业全交返回4.①②校内办公--教学在线--教学资源平台--省级精品课③汽车学院主页--精品课程12/27/202126 返回1-8、1-14、1-19；2-7、2-18；3-3、3-9、3-10、3-20；4-6、4-10、4-11作业:5-6、5-20；6-5、6-13；7-1、7-5；8-5；10-4、11-1、11-3、12-712/27/202127 返回1.小论文：热力学方面；一人一篇（2000-3000）。2.综合性创新性实验：提交可行性报告实验目的实验方法实验仪器和设备实验步骤至多5人一组。12/27/202128 能源：为人类生产和生活提供各种能量和动力的物质资源的总称。一次能源二次能源是否经过加工或转换常规能源新能源返回12/27/202129 火力发电厂工作过程示意图锅炉汽轮机冷凝器水泵冷却水过热蒸汽乏汽循环水发电机（蒸汽动力循环装置）返回12/27/202130